Az új tranzisztoros technológia több mint kétszeresére növelheti a hőelvezetési kapacitást
A jelentések szerint az Osaka Metropolitan Egyetem kutatócsoportja gyémántot, a Föld leginkább hővezető természetes anyagát használta szubsztrátként gallium-nitrid (GaN) tranzisztorok létrehozásához, amelyek hőleadási kapacitása több mint kétszerese a hagyományos tranzisztoroknak. A jelentések szerint a tranzisztor nemcsak 5G kommunikációs bázisállomásokon, meteorológiai radarokon, műholdas kommunikációban és más területeken használható, hanem mikrohullámú fűtésben, plazmafeldolgozásban és egyéb területeken is. A legújabb kutatási eredményeket a közelmúltban tették közzé a "Small" folyóiratban.
A félvezető eszközök növekvő miniatürizálásával olyan problémák merültek fel, mint a megnövekedett teljesítménysűrűség és hőtermelés, amelyek befolyásolhatják ezen eszközök teljesítményét, megbízhatóságát és élettartamát. Nyilvánvaló, hogy a gyémánton lévő gallium-nitrid (GaN) ígéretes kilátásokat mutat a következő generációs félvezető anyagként, mivel mindkét anyag széles sávszélességgel rendelkezik, amely lehetővé teszi a gyémánt nagy vezetőképességét és magas hővezető képességét, így kiváló hőelvezető szubsztrátumként helyezhető el.
Korábban a tudósok megpróbáltak GaN struktúrákat létrehozni gyémántokon úgy, hogy két komponenst valamilyen átmeneti vagy ragasztóréteggel kombináltak, de mindkét esetben a további réteg jelentősen befolyásolta a gyémántok hővezető képességét, megzavarva a GaN gyémántok kulcsfontosságú előnyös kombinációját. A legújabb kutatás során az Osaka Public University tudósai sikeresen gyártottak GaN nagy elektronmobilitású tranzisztorokat gyémánt szubsztrát felhasználásával. Ennek az új technológiának a hőelvezetési teljesítménye több mint kétszerese a szilícium-karbid (SiC) hordozón gyártott, hasonló alakú tranzisztorok teljesítményének.
A gyémánt magas hővezető képességének maximalizálása érdekében a kutatók köbös szilícium-karbid réteget integráltak a GaN és a gyémánt közé. Ez a technológia jelentősen csökkenti az interfész hőellenállását és javítja a hőelvezetési teljesítményt. Ez az új technológia jelentős mértékben csökkentheti a szén-dioxid-kibocsátást, és forradalmasíthatja az erősáramú és rádiófrekvenciás elektronikai termékek fejlesztését a hőkezelési képességek javításával.
